電流密度：定義と物理的性質

電流密度（J）の定義、単位、および電流との関係について解説。オームの法則における電気伝導率との関連性も説明します。

📌 主なポイント

電流密度（でんりゅうみつど、英: current density）は、電磁気学において、単位面積を垂直に通過する電流の大きさを表すベクトル量です。記号は一般的に J が用いられます。

電流がスカラー量であるのに対し、電流密度は流れる方向と大きさの両方を持つベクトル量として定義されます。SI単位系ではアンペア毎平方メートル（A/m²）が用いられます。

オームの法則における電流密度と電界の関係式

導体内部の電流密度 J と電界 E の間には、以下の関係が成り立ちます。

J = σE

ここで、比例定数 σ は電気伝導率（導電率）と呼ばれます。また、その逆数 ρ = 1/σ は抵抗率（固有抵抗）として定義されます。

電流と電流密度の関係を示す式

全電流 I は、電流密度 J と断面積ベクトル A のドット積（内積）として求められます。

電流と電流密度の違いは何ですか？

電流はスカラー量（大きさのみ）ですが、電流密度は流れる方向と大きさを持つベクトル量です。

電流密度はどのように計算されますか？

電流密度 J と断面積 A のドット積をとることで、全電流 I が算出されます（I = J・A）。

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